Biogaserzeugung aus Papierfabriken und Brauereien

25.11.2013 Eine aktuelle technische Neuentwicklung, der anaerob betriebene Membran-Bioreaktor „AMBR“, bietet die Möglichkeit, neue Abwasserteilströme anaerob zu behandeln, die nach dem bisherigen Stand der Technik noch nicht zur Biogasproduktion genutzt werden können. In einem Forschungsprojekt untersuchte die Papiertechnische Stiftung Möglichkeiten, den Nutzerkreis von Anaerobanlagen zum Zweck der Gewinnung von Biogas aus Abwasser zu erweitern, um dieses als Energiequelle zu nutzen.

Technische Ergebnisse des Projektes:

© Foto: PTS
• Eine wöchentlich wechselnde Substratversorgung mit unterschiedlichen Abwässern einer Papierfabrik führte nur zu einer geringen Reduktion der CSB-Abbauleistung von 1-3 % Prozentpunkten der CSB-Elimination nach 3-4 Tagen. Auch bei extremen, wochenweisen Schwankungen des CSB bei dem Wechsel von Brauereiabwasser mit 2890 mg/l CSB und Leitungswasser mit < 5mg/l CSB war diese Differenz nur gering. Demnach scheinen Instabilitäten des CSB-Wertes im Abwasser für die Dauer von einer Woche zu keiner gravierenden, d. h. dauerhaften Schädigung der Biozönose und damit der Funktion des gesamten Abbauprozesses zu führen. Eine Veränderung der Biozönose sowie eine geringe Verminderung der CSB-Abbauleistung nach Wechselphasen waren dennoch nachweisbar.

• Eine Verdünnung des Abwassers in parallel angesetzten Reaktoren bei gleicher Schlammbelastung führte zu einem verzögerten Start des Abbaus. Diese Verzögerung wurde vor allem bei einem CSB-Wert von < 1.000 mg/l beobachtet und durch die veränderte Diffusionsgeschwindigkeit der Wasserinhaltsstoffe erklärt. D. h., dass bei einem geplanten „Schwachlastbetrieb“ eines Anaerobreaktors ggf. mit einer höheren Verweilzeit gerechnet werden oder ein geringerer Abbaugrad in Kauf genommen werden muss.

• Bei einer Abwasserprobe aus der Holzstofferzeugung einer Papierfabrik zeigte sich eine hemmende Wirkung auf den anaeroben Abbau. Diese trat bei unverdünnten Proben mit hohem CSB stärker auf als bei verdünnten Proben und führte zu einer Verringerung des CSB-Abbaugrades.

• Die Versuche zur Membranfiltration, die von einem beteiligten Unternehmen durchgeführt wurden, zeigten einen sehr stabilen Prozess bei einem guten Flux.

Im Rahmen des Projektes wurde ein leicht zu bedienendes Softwaretool entwickelt und validiert. Damit kann für potentielle Anwendungsfälle vorab eine rasche Analyse und Kosten-Nutzen-Kalkulation aufgestellt werden. Die Rechnungen bestätigten, dass das Verfahren durch seine wirtschaftlichen Vorteile klar der konventionellen aeroben Abwasserreinigung überlegen ist. Je nach Prozessgestaltung gilt dies auch für gering belastete Abwässer mit einem CSB von z. B. < 2.000 mg/l.

Das Forschungsvorhaben VIII/7-3621b/211/2-IGF-1112-0003 wurde mit finanziellen Mitteln des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie gefördert. Für diese Förderung sei an dieser Stelle herzlich gedankt. Gleichfalls danken wir herzlichst den beteiligten Bayerischen Unternehmen aus der Papierindustrie, dem Anlagenbau, dem Analytiklabor und den beiden beteiligten Brauereien für die tatkräftige Unterstützung.


Abbildung: Versuchsstand zur Untersuchung der anaeroben Abbaubarkeit
Foto: PTS



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